3.4 Неэлектрические системы инициирования

Данные системы, условно названные «неэлектрическими», основаны на передаче импульса посредством ударной воздушной волны (УВВ), распространяющейся в полом шнуре-волноводе. При взрыве инициирующего ВВ быстро расширяющиеся продукты детонации, подобно поршню, резким ударом сжимают прилегающий к заряду воздух. При этом в ограниченном пространстве выделяется большое количество энергии. Это приводит к местному повышению температуры и давления.

По мере нарастания давления волна распространяется по все более сжа­тому и нагретому газу. Таким образом, образуется единая поверхность разрыва - фронт ударной волны в воздухе. При этом, в отличие от обычной упругой (звуковой) волны, молекулы воздуха испытывают не только колебательные движения, но и вовлекаются в процесс поступательного движения воздушной среды от центра возбуждения УВВ. Поэтому скорость ударной воздушной вол­ны превышает скорость звука в воздухе (С = 333 м/с):

Таким образом, свойства ударной волны существенно отличаются от свойств упругих колебаний. Можно отметить следующие основные особенности:

- ударная волна не имеет периодического характера, а распространяется в виде одиночного скачка уплотнения;

- скорость распространения ударной волны всегда больше скорости упругих колебаний;

- распространение ударной волны сопровождается перемещением частиц ВВ в направлении движения фронта волны;

- скорость ударной волны зависит от ее интенсивности, чего не наблюдается у упругих волн;

- при образовании ударных волн энтропия среды возрастает.

Однако, как в любом волновом процессе, интенсивность УВВ по мере ее распространения по волноводу снижается. Это, в свою очередь, уменьшает скорость распространения ударной волны. Поэтому для сохранения постоянства параметров УВВ. что крайне важно для надежного инициирования взрывчатого вещества, ударную волну необходимо постоянно подпитывать. С этой целью на внутреннюю поверхность волновода наносится строго дозированный слой порошкообразного ВВ. Ударная волна сметает этот порошок со стенок канала, и за счет высокой температуры на фронте волны происходит его инициирование. Данный процесс можно сравнить с распространением взрыва пыли по горной выработке с тем, однако, отличием, что параметры ударной волны в канале волновода поддерживаются стабильными. Эти параметры должны обеспечить устойчивое детонирование ВВ, но не разрушить сам канал, т. е. волновод служит лишь проводником инициирующего импульса. Преимуществом такого инициирования является отсутствие всякого воздействия на окружающую среду.

Система Нонель

Система инициирования Нонель (NONЕL) шведской фирмы «Дино Но­бель» допущена к применению на земной поверхности и в подземных выработ­ках, неопасных по газу и пыли. Она включает следующие элементы:

- стартовую трубку-волновод Нонель;

- внутрискважинный капсюль-детонатор;

- поверхностный соединительный блок;

- стартовое устройство (Дино старт).

Трубка-волновод представляет собой пластмассовый шнур наружным диаметром 3 мм, внутренняя поверхность которого покрыта реактивным порошком, состоящим из смеси октогена и алюминиевой пудры. Скорость распространения УВВ при температуре 20 °С составляет 1950 ± 50 м/с.

Трубка состоит из трех слоев, каждый из которых обладает оптимальными физическими и химическими свойствами, что делает волновод эластичным, устойчивым к воздействию химических составов ВВ и ультрафиолетовых лучей. По желанию заказчика фирма выпускает трубки различных цветов, что удобно для идентификации различных ветвей взрывной сети.

Трубки-волноводы выпускаются длиной 50 и 100 м на катушках. По же­ланию заказчика могут поставляться трубки длиной 30 м.

Капсюль-детонатор Нонель представляет собой алюминиевую гильзу, в которой размещен заряд бризантного ВВ, первичное инициирующее вещество в стальной гильзе и замедляющий состав. Замедлитель в виде пиротехнической композиции запрессован непосредственно в алюминиевой гильзе. Степень замедления определяется составом компонентов и линейным размером замед­ляющего состава. Трубка-волновод закрепляется в детонаторе путем обжима гильзы с резиновым уплотнением.

Соединительный блок предназначен для присоединения волновода к промежуточному капсюлю-детонатору, механической защиты самого промежуточного КД и улавливания продуктов его взрыва, т.е. осколков алюминия. Соединительный блок функционирует как реле, принимая, усиливая и распределяя импульс ударной волны по подключенным шнурам. Для этой цели он снабжен промежуточным мини-детонатором, мощность которого составляет около 1/3 мощности обычного КД.

Имеются три разновидности системы инициирования Нонель:

1. Нонель МС - система инициирования взрывных работ на поверхности, в шахтах и под водой. Обеспечивает замедление 25 мс.

2. Нонель Юнитед - включает внутрискважинные детонаторы с высокоточными замедлениями (обычно 500 мс) И поверхностные соединительные блоки с замедлениями от 17 до 176 мс. Все взрываемые скважинные заряды снабжаются детонаторами с одинаковым замедлением, а нужная последовательность инициирования обеспечивается на поверхности с помощью соединительных блоков.

3. Нонель LP - представляет собой систему детонаторов, разработанных специально для взрывных работ при проходке горизонтальных горных выработок и тоннелей. Система может использоваться и для других видов подземных взрывных работ.